JP7234798B2 - ハイブリッド車両およびその制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、ハイブリッド車両およびその制御方法に関する。

エンジンと、前記エンジンに連結されたモータとを備えるハイブリッド車両において、エンジンの失火を検出する技術が提案されている。たとえば特開２００６－１９４１２４号公報（特許文献１）に開示されたエンジンの失火検出装置は、エンジンの回転変動に基づいてエンジンの失火の仮判定を行う。そして、エンジンの失火検出装置は、仮判定によりエンジンが失火していると判定したときにはモータの運転を制限させるとともに当該制限後に検出されたエンジンの回転変動に基づいてエンジンの失火の本判定を行う。

特開２００６－１９４１２４号公報

エンジンの自立運転中にも燃料の燃焼不良等に起因してエンジンが失火する可能性がある。失火によりエンジンストールが起こった場合、ハイブリッド車両が走行不能になり得る。

本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、エンジンの失火によりエンジストールが起こる可能性を低減することである。

（１）本開示のある局面に従うハイブリッド車両は、エンジンと、エンジンに連結されたモータと、モータによりエンジンのクランクシャフトを回転させるモータリングを実行可能に構成された制御装置とを備える。制御装置は、エンジンの自立回転速度での自立運転中にエンジンの回転速度が自立回転速度よりも低い第１の回数速度を下回った場合に下支え制御を実行する。下支え制御は、エンジンの回転速度が第１の回数速度を下回らないようにモータリングを行う制御である。

（２）下支え制御は、エンジンの回転速度が自立回転速度よりも低く、かつ、第１の回数速度よりも高い第２の回転速度を下回らないようにモータリングを行う制御である。

上記（１），（２）の構成においては、エンジンの自立運転中にエンジン回転速度が第１の回転速度を下回った場合に下支え制御が実行される。そうすると、エンジン回転速度の低下が一時的な燃料の燃焼不良などに起因する場合には、エンジン回転速度の低下をモータリングにより抑制している間、エンジンの自立運転に必要な量の空気がエンジンに供給され続けることでエンジンの失火が防止される。そして、その間にエンジンの燃焼状態が改善して安定したときには、エンジンストールを防止することができる。したがって、上記（１），（２）の構成によれば、エンジンの失火によりエンジストールが起こる可能性を低減することができる。

（３）制御装置は、エンジンの始動時から基準時間が経過するまでにエンジンの回転速度が第１の回数速度を下回った場合に下支え制御を実行する。

燃料の燃焼不良に伴うエンジン回転速度の低下はエンジン始動直後に起こりやすく、エンジン始動時から十分な時間が経過した後にエンジン回転速度が低下した場合には、その原因はエンジンの故障である可能性が相対的に高い。上記（３）の構成のように下支え制御の実行をエンジン始動直後に限定することにより、エンジンの故障を早期に検知することが可能になる。

（４）制御装置は、下支え制御の実行中に第１および第２の終了条件のうちの少なくとも一方が成立した場合に下支え制御を終了する。第１の終了条件は、エンジンの回転速度が第２の回転速度よりも高い第３の回転速度に達したとの条件である。第２の終了条件は、下支え制御を所定時間継続してもエンジンの回転速度が第３の回転速度に達しなかったとの条件である。

上記（４）の構成においては、第１の終了条件または第２の終了条件が成立した場合に下支え制御が終了する。第１の終了条件は、エンジンの回転速度が第２の回転速度よりも高い第３の回転速度に達し、燃料の燃焼状態が安定化したとの条件である（後述の図４参照）。一方、第２の終了条件は、下支え制御を所定時間継続してもエンジンの回転速度が第３の回転速度に達せず、燃料の燃焼状態が安定化しなかったとの条件である（後述の図５参照）。この場合には、燃料の燃焼不良以外の要因（端的にはエンジンの故障）が発生している可能性が高い。上記（４）の構成によれば、第１の終了条件成立時には、下支え制御の本来の目的を達することができる。一方、第２の終了条件成立時には、下支え制御の本来の目的は達しないもののエンジンの故障を判定することが可能になる。

（５）ハイブリッド車両は、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサをさらに備える。制御装置は、冷却水の温度が低いほど第２の回転速度を高くする。

エンジンの冷却水の温度が低いほど燃料の燃焼不良が起こりやすい。そのため、上記（５）の構成においては、エンジンの冷却水の温度が低いほど第２の回転速度を高くする。これにより、エンジンの冷却水の温度が低いほど下支え制御の実行中のエンジンへの供給空気量が増加するので、エンジンの燃焼状態が改善して安定化する可能性が高くなる。その結果、上記（５）の構成によれば、より確実にエンジンストールを防止することができる。

（６）ハイブリッド車両は、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサをさらに備える。制御装置は、冷却水の温度が低いほど基準時間を長くする。

上記（６）の構成においては、エンジンの冷却水の温度が低いほど、燃料の燃焼不良が起こりやすいので、基準時間を長く設定することで下支え制御の実行が開始され得る期間が長くなる。このように、低水温時には下支え制御が実行され得る機会を積極的に確保することにより、エンジンの失火によりエンジストールが起こる可能性を一層低減することができる。

（７）エンジンは、含有アルコール濃度が異なる燃料により運転可能に構成されている。制御装置は、含有アルコールの濃度が高い燃料ほど第２の回転速度を高くする。

一般に、燃料の含有アルコール濃度が高いほど燃料の揮発性が低く、エンジンの始動性が悪化する。そのため、上記（７）の構成においては、アルコール濃度が高いほど第２の回転速度を高くする。これにより、アルコール濃度が高いほど下支え制御の実行中のエンジンへの供給空気量が増加するので、エンジンの燃焼状態が改善して安定化する可能性が高くなる。その結果、上記（７）の構成によれば、より確実にエンジンストールを防止することができる。

（８）本開示の他の局面に従うハイブリッド車両の制御方法において、ハイブリッド車両はモータによりエンジンのクランクシャフトを回転させるモータリングを実行可能に構成されている。ハイブリッド車両の制御方法は、エンジンの自立回転速度での自立運転中にエンジンの回転速度が第１の回数速度を下回った場合に下支え制御を実行するステップを含む。下支え制御は、エンジンの回転速度が自立回転速度よりも低い第１の回数速度を下回らないようにモータリングを行う制御である。

上記（８）の方法によれば、上記（１）の構成と同様に、エンジンの失火によりエンジストールが起こる可能性を低減することができる。

本開示によれば、エンジンの失火によりエンジストールが起こる可能性を低減することができる。

本開示の実施の形態１に係るハイブリッド車両の構成を概略的に示す図である。 モータリングを説明するための共線図である。 下支え制御において基準となるエンジン回転速度の設定手法の一例を説明するための図である。 下支え制御におけるエンジン回転速度の変化の一例を示すタイムチャートである。 下支え制御におけるエンジン回転速度の変化の他の一例を示すタイムチャートである。 実施の形態１における下支え制御を示すフローチャートである。 実施の形態２における正常回転速度、開始回転速度、目標回転速度および終了回転速度の冷却水温依存性の一例を示す図である。 実施の形態２における下支え制御を示すフローチャートである。 実施の形態３における基準時間の冷却水温依存性の一例を示す図である。 実施の形態３における下支え制御を示すフローチャートである。 実施の形態４に係るハイブリッド車両の構成を概略的に示す図である。 実施の形態４における目標回転速度の燃料のアルコール濃度依存性の一例を示す図である。 実施の形態４における下支え制御を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
＜車両構成＞
図１は、本開示の実施の形態１に係るハイブリッド車両の構成を概略的に示す図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、エンジン冷却装置２０と、バッテリ３０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）４０と、動力分割機構５０と、減速機６０と、車軸７０と、モータジェネレータ８１，８２と、車輪９０と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit)１００とを備える。

エンジン１０は、ガソリンまたは軽油等の燃料を燃焼して車輪９０の駆動力を発生する。また、エンジン１０は、ＥＣＵ１００からの駆動指令に応じて運転する。エンジン１０にはエンジン回転速度センサ１１が設けられている。エンジン回転速度センサ１１は、エンジン１０の回転速度（以下「エンジン回転速度Ｎｅ」と記載する）を測定し、その測定結果をＥＣＵ１００に出力する。

エンジン冷却装置２０は、冷却水管２１と、ヒータコア２２と、循環ポンプ２３と、水温センサ２４とを含む。冷却水管２１は、エンジン１０の冷却水（エンジン冷却水）が流通するように構成されている。ヒータコア２２は、冷却水管２１の経路途中に設けられた熱交換器である。循環ポンプ２３は、エンジン冷却水が冷却水管２１を循環するようにポンプ動作を行なう。エンジン冷却水がヒータコア２２を通過する際に熱交換が行われ、エンジン冷却水が冷却される。水温センサ２４は、エンジン冷却水の温度（以下「冷却水温」とも記載する）Ｔｗを測定し、その測定結果をＥＣＵ１００に出力する。

バッテリ３０は、代表的には、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池などの充電可能な二次電池を含んで構成されている。バッテリ３０は、ＰＣＵ４０へ供給するための直流電力を放電したり、ＰＣＵ４０から供給された直流電力によって充電されたりする。

ＰＣＵ４０は、バッテリ３０から供給された直流電力を交流電力に変換し、その交流電力によりモータジェネレータ８１，８２を駆動する。また、ＰＣＵ４０は、モータジェネレータ８１，８２から供給された交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をバッテリ３０に供給する。

動力分割機構５０は、エンジン１０が出力した駆動力を、減速機６０を介して車輪駆動用の車軸７０へ伝達する経路と、モータジェネレータ８１へ伝達する経路とに分割することが可能に構成されている。

モータジェネレータ８１は、動力分割機構５０を介して伝達されたエンジン１０からの駆動力によって回転されて発電する。モータジェネレータ８１による発電電力は、ＰＣＵ４０へ供給される。また、モータジェネレータ８１は、エンジン１０によりエンジンのクランクシャフトを回転させる「モータリング」にも用いられる。このモータリングについては後述する。なお、モータジェネレータ８１は、本開示に係る「モータ」に相当する。

モータジェネレータ８２は、ＰＣＵ４０から供給された交流電力によって回転される。モータジェネレータ８２によって生じた駆動力は、減速機６０を介して車軸７０へ伝達される。また、ハイブリッド車両１の回生制動時には、モータジェネレータ８２は、車輪９０の減速に伴って回転される。モータジェネレータ８２が生じる起電力（交流電力）は、ＰＣＵ４０へ供給される。

ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１を運転者の指示に応じて走行させるために、ハイブリッド車両１に搭載された各種機器の全体動作を制御する。ＥＣＵ１００は、代表的には、予めプログラムされた所定シーケンスおよび所定の演算を実行するためのマイクロコンピュータ等によって構成されている。

＜モータリング＞
以上のように構成されたハイブリッド車両１において、エンジン１０が自立運転すべき
条件が成立すると、モータジェネレータ８１によるクランキングによって、エンジン回転
速度Ｎｅが燃料を燃焼可能な回転速度まで引き上げられる。さらに、エンジン１０は、燃
料を燃焼することによってエンジン自身でエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる。この上昇
後のエンジン回転速度Ｎｅが完爆判定回転速度を上回ると、エンジン１０の始動が完了し
たとしてクランキングが終了し、エンジン１０が自立運転される。

エンジン１０の自立運転中にエンジン回転速度Ｎｅが正常な回転速度よりも低くなる場合がある。その状態を放置しておくと、エンジン１０が自立運転を継続できず、失火に至り得る。その結果、エンジンストールが起こり、ハイブリッド車両１が走行不能になる可能性がある。そこで、本実施の形態においては、エンジン１０の自立運転中にエンジン回転速度Ｎｅが所定の回数速度を下回った場合にモータリングが行われる。

図２は、モータリングを説明するための共線図である。図２には、エンジン回転速度Ｎｅが低下した状態が一点鎖線で示されている。エンジン回転速度Ｎｅが低下し、エンジン１０が失火し得る状況が生じた場合に、本実施の形態ではモータリングが行われる。実線で示すように、モータリングを開始すると、モータジェネレータ８１から正方向のトルクＴｍ１が出力されることによって、エンジン１０が強制的に回転させられる。このように、モータリングを行うことで、エンジン回転速度Ｎｅを上昇させたり、その上昇した状態を維持したりすることができる。

エンジン１０の自立運転中にエンジン回転速度Ｎｅが低下した場合、その原因には永続的なものと一時的なものとが存在する。エンジン１０に故障などの永続的な異常が発生した場合には最終的にエンジンストールに至り得る。その一方で、エンジン回転速度Ｎｅの低下が燃料の一時的な燃焼不良などに起因する場合には、エンジン回転速度Ｎｅの低下をモータリングにより抑制している間、エンジン１０の自立運転に必要な量の空気がエンジン１０に供給され続けることでエンジン１０の失火が防止される。そして、その間に、エンジン１０の燃焼状態が改善して安定する可能性がある。そうすると、エンジンストールを防止することができる。

このように、本実施の形態においては、エンジン１０の自立運転中にエンジン回転速度Ｎｅの低下を抑制するようにエンジン回転速度Ｎｅがモータリングにより支えられる。以下では、この制御を「下支え制御」と称する。下支え制御では、エンジン回転速度Ｎｅに基準となる回転速度が複数設けられる。

＜下支え制御＞
図３は、下支え制御において基準となるエンジン回転速度Ｎｅの設定手法の一例を説明するための図である。図３を参照して、エンジン１０の自立運転が正常に（あるいは通常通りに）行われる場合、エンジン回転速度ＮｅはＮ０に設定される。このエンジン回転速度Ｎｅを「正常回転速度Ｎ０」と称する。一例として、正常回転速度Ｎ０＝１０００ｒｐｍ（rotations per minute）である。正常回転速度Ｎ０は、本開示に係る「自立回転速度」に相当する。

エンジン回転速度Ｎｅが正常回転速度Ｎ０から低下し、正常回転速度Ｎ０よりも低い判定値を下回った場合、下支え制御を開始するか否かが判定される。この下支え制御の開始判定に用いられるエンジン回転速度Ｎｅを「開始回転速度Ｎ１」と記載する。開始回転速度Ｎ１は、たとえば８００ｒｐｍである。開始回転速度Ｎ１は、本開示に係る「第１の回転速度」に相当する。

下支え制御では、エンジン回転速度Ｎｅが目標値以上となるように（エンジン回転速度Ｎｅが目標値を下回らないように）モータリングが行われる。この目標となるエンジン回転速度Ｎｅを「目標回転速度Ｎ２」と記載する。目標回転速度Ｎ２は、開始回転速度Ｎ１よりも高く、たとえば８４０ｒｐｍである。目標回転速度Ｎ２は、本開示に係る「第２の回転速度」に相当する。

その後、エンジン回転速度Ｎｅが所定値を超えると、モータリングによるエンジン回転速度Ｎｅの下支えが終了される。下支え制御の終了判定に用いられるエンジン回転速度Ｎｅを「終了回転速度Ｎ３」と記載する。終了回転速度Ｎ３は、目標回転速度Ｎ２よりも高く、かつ、正常回転速度Ｎ０よりも低い。終了回転速度Ｎ３は、たとえば９００ｒｐｍである。終了回転速度Ｎ３は、本開示に係る「第３の回転速度」に相当する。

図４は、下支え制御におけるエンジン回転速度Ｎｅの変化の一例を示すタイムチャートである。図４および後述する図５において、横軸は、エンジン始動時からの経過時間を表す。縦軸はエンジン回転速度Ｎｅ［単位：ｒｐｍ］を表す。

図４を参照して、初期時刻ｔ１０においてエンジン１０が始動され、エンジン回転速度Ｎｅの上昇が始まる。その後、エンジン回転速度Ｎｅが正常回転速度Ｎ０に達する。

時刻ｔ１１においてエンジン回転速度Ｎｅが正常回転速度Ｎ０から低下しはじめ、時刻ｔ２においてエンジン回転速度Ｎｅが開始回転速度Ｎ１を下回る。エンジン始動時からの経過時間（以下「始動時間Ｔｉｎｉ」とも記載する）が所定の基準時間Ｔｒｅｆ（たとえば３秒）未満である場合にエンジン回転速度Ｎｅが開始回転速度Ｎ１を下回ると、下支え制御が開始される。

下支え制御により、エンジン回転速度Ｎｅは、目標回転速度Ｎ２を下回らないように制御される。下支え制御が実行される時間には上限時間が定められている。以下では、下支え制御が実行される時間を「実行時間Ｔｅｘｅ」とも記載し、その上限時間を「最長時間Ｔｍａｘ」とも記載する。実行時間Ｔｅｘｅが最長時間Ｔｍａｘに達する前に燃料の燃焼不良が解消されると、エンジン回転速度Ｎｅは目標回転速度Ｎ２から上昇し（時刻ｔ１３）、時刻ｔ１４においてエンジン回転速度Ｎｅが終了回転速度Ｎ３を上回る。そうすると、ＥＣＵ１００は下支え制御を終了する。このときにはエンジン１０における燃料の燃焼状態が安定しているため、下支え制御を終了してもエンジン回転速度Ｎｅは上昇を続け、正常回転速度Ｎ０に達する（時刻ｔ１５）。

図５は、下支え制御におけるエンジン回転速度Ｎｅの変化の他の一例を示すタイムチャートである。図５を参照して、初期時刻ｔ２０から時刻ｔ２２までの間のエンジン回転速度Ｎｅの変化は、図４にて説明した初期時刻ｔ１０から時刻ｔ１２までの間のエンジン回転速度Ｎｅの変化と同様であるため、説明は繰り返さない。

時刻ｔ２２から下支え制御が開始されているものの、エンジン１０における燃料の燃焼状態が安定しないこともあり得る。前述のように、下支え制御の実行時間Ｔｅｘｅは、最長でもＴｍａｘ（たとえばＴｍａｘ＝５秒間）までと予め定められている。下支え制御を最長時間Ｔｍａｘだけ継続してもエンジン回転速度Ｎｅが終了回転速度Ｎ３に達しなかった場合には、下支え制御が終了される（時刻ｔ２３）。この場合には、エンジン１０に永続的な異常（故障）が発生した可能性が高い。

なお、図４にて説明したようにエンジン回転速度Ｎｅの上昇に伴って下支え制御が終了するのが本開示に係る「第１の終了条件」の成立時である。一方、図５にて説明したように最長時間Ｔｍａｘの経過に伴って下支え制御が終了するのが本開示に係る「第２の終了条件」の成立時である。また、図４および図５では下支え制御の実行中にはエンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ２を下回らないと説明したが、Ｎ２＝Ｎ１と設定し、開始回転速度Ｎ１を下回らないようにモータリングを行ってもよい。

＜制御フロー＞
図６は、実施の形態１における下支え制御を示すフローチャートである。図４ならびに後述する図８、図１０および図１３に示すフローチャートに含まれる処理は、エンジン１０の自立運転中に所定期間が経過する度にＥＣＵ１００によりメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。各ステップ（以下「Ｓ」と略す）は、ＥＣＵ１００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１００内に作製された電気回路によるハードウェア処理によって実現されてもよい。

図６を参照して、Ｓ１１において、ＥＣＵ１００は、下支え制御の開始条件が成立しているかどうかを判定する。より詳細には、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の始動時からの経過時間である始動時間Ｔｉｎｉが基準時間Ｔｒｅｆ（たとえばＴｒｅｆ＝３秒間）未満であるかどうかを判定する。始動時間Ｔｉｎｉが基準時間Ｔｒｅｆ以上である長い場合（Ｓ１１においてＮＯ）には、以降の処理は実行されることなく、処理がメインルーチンに戻される。

始動時間Ｔｉｎｉが基準時間Ｔｒｅｆ未満である場合（Ｓ１１においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１２に進める。Ｓ１２において、ＥＣＵ１００は、エンジン回転速度Ｎｅが開始回転速度Ｎ１以下であるかどうかを判定する。

エンジン回転速度Ｎｅが開始回転速度Ｎ１以下である場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は下支え制御を実行する（Ｓ１３）。すなわち、ＥＣＵ１００は、エンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ２を下回らないようにモータジェネレータ８１によるモータリングを行う。

Ｓ１４において、ＥＣＵ１００は、エンジン回転速度Ｎｅが終了回転速度Ｎ３よりも高くなったかどうかを判定する。エンジン回転速度Ｎｅが終了回転速度Ｎ３未満である場合（Ｓ１４においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１５に進め、下支え制御の実行開始時からの経過時間である実行時間Ｔｅｘｅが最長時間Ｔｍａｘ（たとえばＴｍａｘ＝５秒間）以上であるかどうかを判定する。実行時間Ｔｅｘｅが最長時間Ｔｍａｘ未満である場（Ｓ１５においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１３に戻す。これにより、下支え制御が継続される。

これに対し、下支え制御の実行中にエンジン回転速度Ｎｅが終了回転速度Ｎ３を超えた場合（Ｓ１４においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１６に進め、下支え制御を終了する。また、エンジン回転速度Ｎｅが終了回転速度Ｎ３未満であっても下支え制御の実行開始時からの経過時間（実行時間Ｔｅｘｅ）が最長時間Ｔｍａｘ以上になった場合（Ｓ１５においてＹＥＳ）にも、ＥＣＵ１００は下支え制御を終了する（Ｓ１６）。その後、処理がメインルーチンに戻される。

以上のように、実施の形態１においては、エンジン１０の自立運転中にエンジン回転速度Ｎｅが開始回転速度Ｎ１を下回った場合にＥＣＵ１００が下支え制御を実行する。より具体的には、ＥＣＵ１００は、モータリングによりエンジン回転速度Ｎｅを上昇させ、エンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ２を下回らないようにする。これにより、目標回転速度Ｎ２に応じた量の空気がエンジン１０に供給され続けるので、エンジン回転速度Ｎｅの低下が燃料の一時的な燃焼不良に起因する場合には、エンジン回転速度Ｎｅの低下をモータリングにより抑制している間、エンジン１０の失火が防止される。この間にエンジン１０の燃焼状態が正常に戻ってエンジン１０が完爆し、エンジン回転速度Ｎｅが正常回転速度Ｎ０にて安定したときには、エンジンストールを防止することができる（図４参照）。このように、本実施の形態によれば、エンジン１０の失火によりエンジストールが起こる可能性を低減することができる。

なお、Ｓ１１においてエンジン始動時からの経過時間が基準時間Ｔｒｅｆ（たとえば３秒）以上である場合（Ｓ１１においてＮＯ）には下支え制御は実行されない。言い換えると、図６に示す例では下支え制御を実行する条件がエンジン始動直後に限定されている。これは、燃料の燃焼不良に伴うエンジン回転速度Ｎｅの低下はエンジン始動直後に起こりやすいためである。エンジン回転速度Ｎｅの低下がエンジン始動直後以外に起こった場合には、その原因はエンジン１０の故障である可能性が相対的に高い。下支え制御の実行をエンジン始動直後に限定することは必須ではないが、この限定を含めることにより、エンジン１０の故障を早期に検知することが可能になる。

また、図１では、ハイブリッド車両１が２つのモータ（モータジェネレータ８１，８２）を備える構成を例に説明した。しかし、モータリングによりエンジン回転速度Ｎｅを上昇させることが可能であれば、ハイブリッドシステムの構成は特に問わない。たとえば、ハイブリッド車両は、１つしかモータを備えない構成を有していてもよい。

［実施の形態２］
燃料の燃焼不良に伴うエンジン回転速度Ｎｅの低下はエンジン始動直後に起こりやすいと説明したが、このようなエンジン回転速度Ｎｅの低下は、エンジン冷却水の温度（冷却水温）Ｔｗが低い場合に、より顕著になる。実施の形態２においては、下支え制御に用いられる各回転速度（正常回転速度Ｎ０、開始回転速度Ｎ１、目標回転速度Ｎ２および終了回転速度Ｎ３）が冷却水温Ｔｗに応じて設定する構成について説明する。なお、実施の形態２に係るハイブリッド車両の全体構成は、実施の形態１に係るハイブリッド車両１の全体構成（図１参照）であるため、説明は繰り返さない。

図７は、実施の形態２における正常回転速度Ｎ０、開始回転速度Ｎ１、目標回転速度Ｎ２および終了回転速度Ｎ３の冷却水温依存性の一例を示す図である。図７において、横軸は冷却水温Ｔｗ［単位：℃］を表し、縦軸はエンジン回転速度Ｎｅ［単位：ｒｐｍ］を表す。

図７を参照して、たとえば冷却水温Ｔｗが７０℃以上である場合、実施の形態１にて説明したように、正常回転速度Ｎ０は１０００ｒｐｍに設定され、開始回転速度Ｎ１は８００ｒｐｍに設定され、目標回転速度Ｎ２は８４０ｒｐｍに設定され、終了回転速度Ｎ３は９００ｒｐｍに設定される。

これに対し、冷却水温Ｔｗが７０℃よりも低い場合、冷却水温Ｔｗが低くなるに従って正常回転速度Ｎ０、開始回転速度Ｎ１、目標回転速度Ｎ２および終了回転速度Ｎ３が高く設定される。一例として、冷却水温Ｔｗが－３０℃である場合、正常回転速度Ｎ０は１３００ｒｐｍに設定され、開始回転速度Ｎ１は１１００ｒｐｍに設定され、目標回転速度Ｎ２は１１４０ｒｐｍに設定され、終了回転速度Ｎ３は１２００ｒｐｍに設定される。

冷却水温Ｔｗが低いほど、エンジン１０における燃料の燃焼不良が起こりやすい。そこで、冷却水温Ｔｗが低いほど目標回転速度Ｎ２を高くすることによって、下支え制御（モータリング）の実行中のエンジン１０への供給空気量が増加する。これにより、冷却水温Ｔｗに拘わらず目標回転速度Ｎ２を一定とする場合と比べて、エンジン１０の燃焼状態が改善して安定化する可能性が高くなる。その結果、より確実にエンジンストールを防止することができる。

また、冷却水温Ｔｗが低いほど開始回転速度Ｎ１を高く設定することで、下支え制御が実行されやすくなる。そして、開始回転速度Ｎ１の高く設定するのに伴い、残りの回転速度（目標回転速度Ｎ２および終了回転速度Ｎ３）も高く設定される。このように、低水温時には下支え制御の開始条件を緩和することにより、エンジン１０の失火によりエンジストールが起こる可能性を一層低減することができる。

図８は、実施の形態２における下支え制御を示すフローチャートである。図８を参照して、このフローチャートは、Ｓ２０１，Ｓ２０２の処理をさらに含む点において、実施の形態１（図６参照）におけるフローチャートと異なる。

図８を参照して、Ｓ２０１において、ＥＣＵ１００は、水温センサ２４からエンジン冷却水の温度（冷却水温）Ｔｗを取得する。そして、ＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗと、正常回転速度Ｎ０、開始回転速度Ｎ１、目標回転速度Ｎ２および終了回転速度Ｎ３基準時間Ｔｒｅｆとの間の関係を規定したマップ（図７参照）を参照することによって、冷却水温Ｔｗに応じて正常回転速度Ｎ０、開始回転速度Ｎ１、目標回転速度Ｎ２および終了回転速度Ｎ３を設定する（Ｓ２０２）。なお、ＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗと各回転速度との間の関係を関係式または関数としてメモリ（図示せず）に保持していてもよい。

その後のＳ２１～Ｓ２６の処理は、実施の形態１におけるＳ１１～Ｓ１６の処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明を繰り返さない。

以上のように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、エンジン１０の失火によりエンジストールが起こる可能性を低減することができる。さらに、実施の形態２においては、正常回転速度Ｎ０、開始回転速度Ｎ１、目標回転速度Ｎ２および終了回転速度Ｎ３が冷却水温Ｔｗに応じて設定される。より詳細には、冷却水温Ｔｗが低くなるに従って各回転速度が高く設定される。低水温時には目標回転速度Ｎ２を高く設定することで、低水温時における下支え制御の実行中のエンジン１０への供給空気量が増加する。また、低水温時には開始回転速度Ｎ１を高く設定することで、低水温時に下支え制御がより高頻度に実行されることとなる。これにより、エンジン１０の失火によりエンジストールが起こる可能性を一層低減することができる。

［実施の形態３］
実施の形態３では、冷却水温Ｔｗが低い場合にエンジン回転速度Ｎｅの低下が顕著になるのに鑑み、エンジン始動時からの経過時間の判定に用いられる基準時間Ｔｒｅｆが冷却水温Ｔｗに依存する構成について説明する。

図９は、実施の形態３における基準時間Ｔｒｅｆの冷却水温依存性の一例を示す図である。図９において、横軸は冷却水温Ｔｗ［単位：℃］を表し、縦軸は基準時間Ｔｒｅｆ［単位：秒］を表す。

図９を参照して、実施の形態３では、冷却水温Ｔｗが低くなるに従って基準時間Ｔｒｅｆが長く設定される。たとえば図９に示すように、冷却水温Ｔｗが７０℃である場合、基準時間Ｔｒｅｆは２秒に設定される。冷却水温Ｔｗが４０℃である場合、基準時間Ｔｒｅｆは３秒に設定される。冷却水温Ｔｗが０℃である場合、基準時間Ｔｒｅｆは５秒に設定される。冷却水温Ｔｗが－３０℃である場合、基準時間Ｔｒｅｆは７秒に設定される。

冷却水温Ｔｗが低いほど、エンジン１０における燃料の燃焼不良が起こりやすいので、基準時間Ｔｒｅｆを長く設定することで下支え制御の実行が開始され得る期間が長くなる。このように、低水温時には下支え制御が実行され得る機会を、より積極的に確保することにより、エンジン１０の失火によりエンジストールが起こる可能性を一層低減することができる。

図１０は、実施の形態３における下支え制御を示すフローチャートである。図１０を参照して、このフローチャートは、Ｓ３０１，Ｓ３０２の処理をさらに含む点において、実施の形態１におけるフローチャート（図６参照）と異なる。

図１０を参照して、Ｓ３０１において、ＥＣＵ１００は、水温センサ２４から冷却水温Ｔｗを取得する。そして、ＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗと基準時間Ｔｒｅｆとの間の関係を規定したマップ（図９参照）を参照することによって、冷却水温Ｔｗに応じて基準時間Ｔｒｅｆを設定する（Ｓ３０２）。なお、ＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗと基準時間Ｔｒｅｆとの間の関係を関係式または関数として保持していてもよい。

その後、Ｓ３１において、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時からの経過時間（始動時間Ｔｉｎｉ）が基準時間Ｔｒｅｆ未満であるか否かを判定する。Ｓ３１～Ｓ３６の処理は、実施の形態１におけるＳ１１～Ｓ１６の処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明を繰り返さない。

以上のように、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、エンジン１０の失火によりエンジストールが起こる可能性を低減することができる。さらに、実施の形態３においては、基準時間Ｔｒｅｆが冷却水温Ｔｗに応じて設定される。より詳細には、冷却水温Ｔｗが低くなるに従って基準時間Ｔｒｅｆが長く設定される。基準時間Ｔｒｅｆを長くすることは、下支え制御の実行が許可される時間を長く取ることを意味する。下支え制御の実行機会を確保することで、エンジン１０の失火によりエンジストールが起こる可能性を一層低減することができる。

なお、図示しないが、実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせてもよい。すなわち、正常回転速度Ｎ０、開始回転速度Ｎ１、目標回転速度Ｎ２および終了回転速度Ｎ３に冷却水温Ｔｗに応じて設定するとともに、基準時間Ｔｒｅｆについてもに冷却水温Ｔｗに応じて設定してもよい。

［実施の形態４］
エタノールまたはメタノールなどのアルコールを含有する燃料を使用して運転可能なエンジンが知られている。このようなエンジンにおいては、燃料の含有アルコール濃度によって燃料の揮発性が変わり、エンジンの始動性に影響し得る。実施の形態４においては、目標回転速度Ｎ２を燃料のアルコール濃度に応じて設定する構成について説明する。

図１１は、実施の形態４に係るハイブリッド車両の構成を概略的に示す図である。図１１を参照して、ハイブリッド車両４は、エンジン１０がアルコール燃料対応エンジンであるある点（つまり、含有アルコール濃度が異なる燃料によっても運転可能である点）、および、アルコール濃度センサ１２をさらに備える点において、実施の形態１に係るハイブリッド車両１（図１参照）と異なる。アルコール濃度センサ１２は、燃料経路に設けられ、燃料のアルコール濃度Ｃａに応じた信号をＥＣＵ１００に出力する。ハイブリッド車両４のそれ以外の構成は、ハイブリッド車両１の対応する構成と同様であるため、説明は繰り返さない。

図１２は、実施の形態４における目標回転速度Ｎ２の燃料のアルコール濃度依存性の一例を示す図である。図１２において、横軸は燃料のアルコール濃度Ｃａ［単位：％］を表し、縦軸はエンジン回転速度Ｎｅ（目標回転速度Ｎ２）［単位：ｒｐｍ］を表す。

図１２を参照して、実施の形態４では、燃料に含有されるアルコール濃度Ｃａが高いほど目標回転速度Ｎ２が高く設定される。たとえば図１２に示すように、アルコール濃度Ｃａが０％である場合、目標回転速度Ｎ２は８２０ｒｐｍに設定される。アルコール濃度Ｃａが２０％である場合、目標回転速度Ｎ２は８４０ｒｐｍに設定される。アルコール濃度Ｃａが８５％である場合、目標回転速度Ｎ２は８６０ｒｐｍに設定される。アルコール濃度Ｃａが１００％である場合、目標回転速度Ｎ２は８８０ｒｐｍに設定される。

一般に、燃料の含有アルコール濃度が高いほど燃料の揮発性が低く、エンジンの始動性が悪化する。そこで、本実施の形態では、含有アルコール濃度Ｃａが高いほど目標回転速度Ｎ２を高くする。これにより、含有アルコール濃度Ｃａが高いほど下支え制御（モータリング）の実行中のエンジン１０への供給空気量が多くなる。したがって、含有アルコール濃度Ｃａに拘わらず目標回転速度Ｎ２を一定とする場合と比べて、エンジン１０の燃焼状態が改善して安定化する可能性が高くなる。その結果、より確実にエンジンストールを防止することができる。

図１３は、実施の形態４における下支え制御を示すフローチャートである。図１３を参照して、このフローチャートは、Ｓ４０１，Ｓ４０２の処理をさらに含む点において、実施の形態１におけるフローチャート（図６参照）と異なる。

図１３を参照して、Ｓ４０１において、ＥＣＵ１００は、アルコール濃度センサ１２から燃料のアルコール濃度Ｃａを取得する。そして、ＥＣＵ１００は、アルコール濃度Ｃａと目標回転速度Ｎ２との間の関係を規定したマップ（図１２参照）を参照することによって、アルコール濃度Ｃａに応じて目標回転速度Ｎ２を設定する（Ｓ４０２）。なお、ＥＣＵ１００は、アルコール濃度Ｃａと目標回転速度Ｎ２との間の関係を関係式または関数として保持していてもよい。

その後、Ｓ４１において、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時からの経過時間（始動時間Ｔｉｎｉ）が基準時間Ｔｒｅｆ未満であるか否かを判定する。Ｓ４１～Ｓ４６の処理は、実施の形態１におけるＳ１１～Ｓ１６の処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明を繰り返さない。

以上のように、実施の形態４によれば、実施の形態１と同様に、エンジン１０の失火によりエンジストールが起こる可能性を低減することができる。さらに、実施の形態４においては、目標回転速度Ｎ２が燃料の含有アルコール濃度Ｃａに応じて設定される。より詳細には、アルコール濃度Ｃａが高くなるに従って目標回転速度Ｎ２が高く設定される。目標回転速度Ｎ２を高くすると、下支え制御の実行中にエンジン１０に供給される空気量が多くなるので、アルコール濃度Ｃａが高くエンジン１０の始動性が悪化し得る場合であってもエンジン１０の失火によりエンジストールが起こる可能性を低減することができる。

なお、実施の形態４においても低水温時に目標回転速度Ｎ２の高く設定するのに伴い、残りの回転速度（開始回転速度Ｎ１および終了回転速度Ｎ３）も高く設定してもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ハイブリッド車両、１０ エンジン、１１ エンジン回転速度センサ、２０ エンジン冷却装置、２１ 冷却水管、２２ ヒータコア、２３ 循環ポンプ、２４ 水温センサ、３０ バッテリ、４０ ＰＣＵ、５０ 動力分割機構、６０ 減速機、７０ 車軸、８１，８２ モータジェネレータ、９０ 車輪、１００ ＥＣＵ。

Claims (4)

1. エンジンと、
   前記エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサと、
   前記エンジンに連結されたモータと、
   前記エンジンのクランクシャフトを回転させるモータリングを実行するように前記モータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記エンジンの自立回転速度での自立運転中に、前記エンジンの始動時から基準時間が経過するまでに前記エンジンの回転速度が前記自立回転速度よりも低い第１の回転速度を下回った場合に下支え制御を実行し、
   前記下支え制御は、前記エンジンの回転速度が前記第１の回転速度よりも高く、かつ、前記自立回転速度よりも低い第２の回転速度を下回らないように前記モータリングを行う制御であり、
   前記制御装置は、前記下支え制御の実行中に第１および第２の終了条件のうちの少なくとも一方が成立した場合に前記下支え制御を終了し、
   前記第１の終了条件は、前記エンジンの回転速度が前記第２の回転速度よりも高い第３の回転速度に達したとの条件であり、
   前記第２の終了条件は、前記下支え制御を所定時間継続しても前記エンジンの回転速度が前記第３の回転速度に達しなかったとの条件であり、
   前記制御装置は、前記冷却水の温度が低いほど、前記第１～第３の回転速度を高くする、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、前記冷却水の温度が低いほど前記基準時間を長くする、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記エンジンは、アルコールを含む燃料によっても運転することが可能に構成され、
   前記ハイブリッド車両は、前記燃料の含有アルコール濃度を検出するアルコール濃度センサをさらに備え、
   前記制御装置は、前記含有アルコール濃度が高い燃料ほど前記第２の回転速度を高くする、請求項１に記載のハイブリッド車両。
4. モータによりエンジンのクランクシャフトを回転させるモータリングを実行可能に構成されたハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記エンジンの自立回転速度での自立運転中に、前記エンジンの始動時から基準時間が経過するまでに前記エンジンの回転速度が前記自立回転速度でのよりも低い第１の回転速度を下回った場合に下支え制御を実行するステップを含み、
   前記下支え制御は、前記エンジンの回転速度が前記第１の回転速度よりも高く、かつ、前記自立回転速度よりも低い第２の回転速度を下回らないように前記モータリングを行う制御であり、
   前記下支え制御の実行中に第１および第２の終了条件のうちの少なくとも一方が成立した場合に前記下支え制御を終了するステップをさらに含み、
   前記第１の終了条件は、前記エンジンの回転速度が前記第２の回転速度よりも高い第３の回転速度に達したとの条件であり、
   前記第２の終了条件は、前記下支え制御を所定時間継続しても前記エンジンの回転速度が前記第３の回転速度に達しなかったとの条件であり、
   前記エンジンの冷却水の温度が低いほど、前記第１～第３の回転速度を高く設定するステップをさらに含む、ハイブリッド車両の制御方法。

Images